页数：45页文件大小：395.6 KB来源： 环境工程微生物学ppt课件
本课件可查阅生态系统的组成功能与生态平衡，土壤各类微生物的数量与十二类土壤含菌量、土壤自净与生物修复，空气含菌量分布与卫生分级，以及水体自净四阶段、氧垂曲线、污化带与富营养化评价。
第二篇 微生物生态与环境生态工程中的微生物作用
第7章 微生物生态
7.1.1 生态系统和生物圈
2. 生态系统的组成
3. 生态系统的功能
生态系统中的物质循环和能量交换：太阳能 → 生产者 → 消费者 → 分解者 → 土壤，能量与物质在各环节间流动。
7.1.2 生态平衡（ecological balance）
指生态系统的物质和能量输入输出在较长的时间内趋于相等，生态系统的组成、结构和功能长期处于稳定状态，即使有外来干扰，生态系统能通过自行调节能力恢复到原来的稳定状态。
7.1.3 生态系统分类 1. 按生存环境分
2. 按生物群落分：动物生态系统、植物生态系统、微生物生态系统
7.2 土壤微生物生态
7.2.1 土壤的生态条件
7.2.2 土壤中微生物的种类、数量和分布
| 微生物类群 | 数量（个／g土） | 数量百分比（％） | 适宜pH |
|---|---|---|---|
| 细菌 | 2.5×109 | 70～90 | 中性、偏碱性 |
| 放线菌 | 7.0×105 | 5～30 | 中性、偏碱性 |
| 真菌 | 4.0×105 | — | 酸性 |
| 藻类 | 5.0×104 | — | — |
| 原生动物 | 3.0×104 | — | — |
说明：原文的「7.0～×105」按常规判读为7.0×105；真菌、藻类与原生动物未给出数量百分比。
土壤中微生物的分布
不同土层的分布（×104个／g干土）：表层（3～8cm）好氧细菌数量最多，随深度增加（20～25cm、35～40cm、65～75cm、135～145cm）各类微生物数量总体呈递减趋势，藻类与真菌在深层急剧减少。
说明：源文件该处为多层数据图示排版，数字粘连较多，此处按趋势概括，未逐格还原为表格。
| 土类 | 地点 | 细菌 | 放线菌 | 真菌 |
|---|---|---|---|---|
| 暗棕壤 | 黑龙江呼玛 | 2327 | 612 | 13 |
| 棕壤 | 辽宁沈阳 | 1284 | 39 | 36 |
| 黄棕壤 | 江苏南京 | 1406 | 271 | 6 |
| 红壤 | 浙江杭州 | 1103 | 123 | 4 |
| 砖红壤 | 广东徐闻 | 507 | 39 | 11 |
| 磷质石灰土 | 西沙群岛 | 2229 | 1105 | 15 |
| 黑土 | 黑龙江哈尔滨 | 2111 | 1024 | 19 |
| 黑钙土 | 黑龙江安达 | 1074 | 319 | 2 |
| 棕钙土 | 宁夏宁武 | 114 | — | — |
| 草甸土 | 黑龙江亚沟 | 7863 | 2923 | — |
| 嵝土 | 陕西武功 | 951 | 1032 | 4 |
| 白浆土 | 吉林皎河 | 1598 | 553 | — |
| 滨海盐土 | 江苏连云港 | 466 | 41 | 0.4 |
说明：棕钙土、草甸土、白浆土在源文件中部分数据缺失，表中以「—」保留原状，未作补值。
土壤中的微生物分布特点
7.2.3 土壤自净和污染土壤的生态
自净原理
2. 土壤污染：指人类生产和生活过程中所产生的环境污染物，通过多种途径进入土壤，其数量和速度超过了土壤的环境容量和土壤净化速度的现象。
土壤污染的不良后果
4. 土壤生物修复：利用土壤中天然的微生物资源或人为投加目的菌株，甚至用构建的特异降解功能菌投加到各污染土壤中，将滞留的污染物快速降解和转化，使土壤恢复其天然功能。
修复工作的步骤：① 调查本底资料；② 制定治理方案，进行适当的可行性试验；③ 技术实施。
土壤修复技术的关键因素
5. 土壤生物修复工程
7.3 空气微生物生态
7.3.1 空气中微生物的种类、数量和分布
2. 种类、数量和分布
| 场所 | 微生物数量 |
|---|---|
| 北纬80° | 0 |
| 海洋上空 | 1～2 |
| 市区公园 | 200 |
| 城市街道 | 5×103 |
| 宿舍 | 2×104 |
| 畜舍 | （1～2）×106 |
7.3.2 空气微生物的卫生标准及生物洁净技术
| 清洁程度 | 细菌总数（个／m3） |
|---|---|
| 最清洁空气（有空调） | 1～2 |
| 清洁空气 | ＜30 |
| 普通空气 | 31～125 |
| 临界环境 | ～150 |
| 轻度污染 | ＜300 |
| 严重污染 | ＞301 |
7.3.3 空气微生物检测
4. 浮游菌最小采样量和最小沉降面积
| 浮游菌上限浓度（个·m-2·min-1） | 最小采样量（m3） |
|---|---|
| 100 | 0.3 |
| 150 | 0.65 |
| — | 3 |
| — | 16 |
| 30 | 0.5 |
| 60 | 0.1 |
说明：源文件该处为图示排版，两列对应关系存在错位，此处按常规判读列出，建议对照原图核对。
落菌法测细菌所需要的最少培养皿数（沉降0.5h）
| 含尘浓度最大值 | 需要培养皿数 |
|---|---|
| 40 | 0.35 |
| 133.5 | 4 |
| 352 | 3 |
| 501 | 3500～35000 |
说明：源文件该处数字粘连较重，含尘浓度与培养皿数的对应关系按常规判读，建议对照原图核对。
7.4 水体微生物生态
7.4.1 水中微生物的来源
7.4.2 水体中的微生物群落
（一）水体自净 1. 水体中的食物链：阳光 → 一级生产者（藻类）→ 原生动物 → 轮虫、浮游甲壳动物 → 鱼 → 其它动物 → 人；废物、排泄物由异养细菌分解。
2. 水体自净（self-purification of water body）
水体自净是指水体接纳了一定量的有机污染物后，在物理、化学和水生生物等因素的综合作用后得到净化，水质恢复到污染前的水平和状态。自净容量是指在水体正常生物循环中能够净化有机污染物的最大数值。
自净的基本原理：物理净化、化学净化、生物净化。
3. 水体自净过程
自净过程中DO的变化
4. 氧垂曲线（Oxygen-sag Curve）：河流受到污染后，河水中DO含量的变化情况用一条曲线来表示，曲线呈下垂状，叫做氧垂曲线。
5. 衡量水体自净的指标 （1）P／H指数：反映了水污染和自净程度（P—光合自养型微生物；H—异养型微生物）。
（2）氧浓度昼夜变化幅度和氧垂曲线：河流污染中氧浓度昼夜变化示意。
为什么不同的净化程度昼夜变化幅度不同？——氧浓度高低与细菌含量有关，昼夜变幅与藻类数量有关，因此与P／H或BIP有关。
（二）污染水体的微生物生态 1. 污化系统（saprobic system）
| 项目 | 多污带 | α-中污带 | β-中污带 | 寡污带 |
|---|---|---|---|---|
| 有机物或BOD | 高 | 降低 | 较少 | 极低 |
| DO | 极低（或无） | 低 | 升高 | 正常 |
| 细菌数（个／mL） | 几亿 | 几千万 | 几万 | 极少 |
| 产物 | H2S、CH4、CO2 | NH3、氨基酸、H2S | NH3和H2S含量降低 | H2S消失 |
| 指示生物 | 细菌、寡毛类动物 | 细菌、蓝藻、绿藻、裸藻、原生动物、颤蚯蚓 | 细菌、藻类、固着型纤毛虫、轮虫、浮游甲壳动物 | 鱼腥藻、硅藻、黄藻、钟虫、变形虫、旋轮虫、浮游甲壳动物 |
2. 水体有机污染指标
（1）BIP指数：无叶绿素的微生物占所有微生物数的百分比。
| 污染程度 | BIP值 |
|---|---|
| 清洁水 | 0～8 |
| 轻度污染水 | 8～20 |
| 中等污染水 | 20～60 |
| 严重污染水 | 60～100 |
（2）细菌菌落总数（CFU）：指1mL水样在营养琼脂培养基中，于37℃培养24h后所生长出来的细菌菌落总数。我国规定1mL生活饮用水中的CFU＜100个。
（3）总大肠菌群数——致病菌污染水体的间接指标。
7.4.4 水体富营养化
与富营养化有关的藻类：微囊藻属、腔球藻属、鱼腥藻属和裸藻、甲藻。
水花：淡水水体中的藻类过度增殖现象
赤潮：咸水水体中的藻类过度增殖现象
2. 评价水体富营养化的方法与AGP
（1）方法
（2）AGP（algal growth potential）——藻类生产的潜在能力
把特定的藻类接种在天然水或废水中，在一定的光照度和温度条件下培养，使藻类增长到稳定期为止，通过测干重或细胞数来测定其增长量，即为AGP。
| 水体 | AGP（mg／L） |
|---|---|
| 贫营养湖 | ＜1 |
| 中营养湖 | 1～10 |
| 富营养湖 | 5～50 |
| 污水处理厂排出水 | 150～300 |
| 小型排水设备处理后的水 | ＞500 |
3. 防止水体富营养化：根本措施是将各种污水和废水氮和磷的排放量控制在低水平。
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